中国学者感受德国天然气流量计量技术和管理水平

　　时间虽然过去了7个多月，但谈到德国之行的感受，中国计量科学研究院热工所的宋丽说她至今仍然记忆犹新。

　　去年11月26日至12月16日，宋丽参加了由中国各级计量技术和管理单位的人员组成的代表团，赴德国进行天然气流量计量技术与管理培训学习。

　　20天的学习，其他19名代表有着同宋丽一样的感同身受：“无论你身处设备一流的实验室，还是天然气计量管理现场，你都能感受到德国天然气流量计量技术、管理在国际上的领先地位。”

一流的标准装置

　　果然是名不虚传。一些代表介绍，德国先进的天然气流量标准装置及完善的流量量值传递和溯源体系，确实让他们大开了眼界。

　　学员们在德国联邦物理研究院（PTB）参观时，这里的专家介绍，作为承担德国天然气流量量值传递体系和量值传递方法的单位，他们已建立了完整的原级标准、次级标准和工作标准，天然气流量量值溯源能达到长度和时间基准；流量量值传递和溯源链短，可直接用高压天然气为介质进行量值传递，具有国际领先地位。

　　除此之外，德国的天然气流量标准装置还在站址选择、工艺设计、管路布局、工况条件控制和调整、过程参数测量和数据处理、测量仪表的检定和校准等各方面都比其他国家多了详细的考虑，从而保证了计量标准的技术指标。

　　如将标准装置作为减压装置的旁路系统，是德国天然气流量计量标准站址建设的一个方向。他们一般会选择在天然气输气管道减压分输站附近，因为在操作时，整个标准装置就像一个减压站一样，根据选定的检定流量，有全部或部分天然气通过计量标准流到下游管路，此时，原输气管道减压装置处在旁路状态或低负荷运行状态。

　　目前，在德国现有的天然气流量标准装置主要有Elster（Darmstadt）公司、Elster(decklinghausen)公司和Ruhrgas公司的天然气流量标准装置，这些装置分别建成于1978年、1986年、1993年。

　　为了统一国家标准，德国PTB用pigsar（Ruhrgas公司天然气流量计量站）的天然气流量标准装置作为德国国家的天然气气流量标准。该装置有9台标准流量计并联，测量流量范围在每小时650~1600立方米。

　　这些标准装置设备精良。一些代表介绍，如原级标准的活塞式体积管，其内径和长度是用激光长度来确定，标准容积的测量不确定度精确到0.02%，这在世界上已经是很先进的技术了。

　　最为重要的是，这套标准装置还成为了世界性的校准基地，每年，Pigsar为世界各地用户检定或校准各种类型的天然气流量计达900余台。通常的做法是，对德国的计量器具检定合格后，颁发检定证书；而对于德国以外的计量器具进行校准合格后，则颁发校准报告。

　　另外，实验室干净、整洁，环境条件控制严格，操作程序规范、高效，也给中国代表留下了深刻的印象。宋丽介绍，在实验室内，你会看到各种工具存放规范有序，校准和检定时一般只有两名流量计安装操作人员，现场操作人员还带有便携式可燃气体检测仪。

严格的三级管理

　　德国的计量管理分为国家、州和市三级管理。国家的实验室主要从事计量器具的型式评价、校准和较特殊的检定，州和市的实验室主要从事一般的检定工作。

　　按德国的法律规定，对于在用的流量计量器具要进行周期检定。根据不同种类的天然气流量计，检定周期为1~12年不等。如容积式流量计的检定周期为1~2年，小口径超声流量计的检定周期为5年，大口径超声流量计的检定周期为10年，涡轮流量计的检定周期为8~12年，具体年限视流量计的工况条件和计量的介质条件确定。

　　在参观学习中，中国代表对德国在检定周期内所采取的核查方案，表现出了极大的兴趣。

　　一些代表介绍，对于在用工作流量计的比对和核查，德国采取永久性和暂时性两种核查方案。一般采用与在用工作流量计的工作原理不同的流量计作为比对或核查用流量计。

　　永久性核查就是在工作流量计的管路上再串联安装一台流量计进行核查。暂时性核查有两种方案，一种是利用备用流量计，通过切换流程，用备用流量计对工作流量计进行核查；二是用传递标准对流量计进行核查，核查时，一般要求两台流量计读数的偏差小于0.5%，当大于0.5%时，应对流量计进行检查或重新检定。

　　对于流量标准装置，通常是在到检定周期时，把标准流量计拆下来送PTB检定。在把标准流量计安装到标准装置上后，再用PTB的传递标准安装在被检表的台位上，对标准表的工作性能进行核查。

　　对于由多台标准流量计并联构成的流量标准装置，可用用户送检的流量计对标准流量计的工作性能进行核查。其具体做法是：将被检流量计安装到检定台位后，选定几个流量点，在每个流量点下，分别查验标准流量计和被检流量计的偏差，如果每台标准流量计的偏差基本一致，则说明各流量计的工作性能基本正常；如果每台标准流量计的偏差相差较大，则说明某台标准流量计有问题，应进行检查或重新校准。

领先的国际关键比对

　　在天然气计量国际活动中，德国也一直走在世界的前列。如组织和开展了天然气流量标准装置国际关键比对，建立了欧洲天然气流量协调参考值，为在全世界建立统一的天然气流量参考值奠定了基础。

　　据计量技术人员介绍，由于流量是一个导出量，不存在像质量、长度等基本物理量的实物基准，所以，只能通过建立原级流量标准装置来复现。原级流量标准装置复现的流量量值可溯源到长度、质量和时间等基本物理量。但由于各种流量标准装置的结构和工作原理不同以及操作条件和各部件的工作性能不同，导致各流量标准装置复现的流量量值有一定的差异，不存在一个公认的国际天然气流量标准。各流量标准装置复现的流量量值是否一致，只能通过比对来确定。

　　而德国就是进行天然气流量国际比对的主导国家之一。宋丽介绍，随着经济全球化，世界各国迫切需要协调和统一的天然气流量量值。2000年，国际计量委员会（CIPM）责成其质量和相关量咨询委员会（CCM）和国际计量局（BIPM）协调组织高压天然气流量标准的全球循环比对实验，由于此次比对实验对统一各国家的天然气流量量值具有重大战略意义，所以称为关键比对（KC）。CCM和BIPM在与国际上各流量组织协商后，委任德国PTB和荷兰的一家实验室作为主导实验室组织进行天然气流量国际比对。

　　1999年，德国与荷兰两个国家的天然气流量标准装置通过比对和量值合并，形成了两个国家的天然气流量协调参考值。2004年，德国、荷兰和法国三个国家的天然气流量标准装置进行了比对，标志着欧洲天然气流量协调值的诞生，为天然气流量提供了更高的测量稳定性，并在欧洲形成了一个可以信赖的气体流量计校准的平台。该值被认为是全球范围内天然气流量值的最佳参考值，这也是天然气流量计量历史上重要的一步，为推进全球天然气量值一致工作做出了贡献。

　　谈到中国的情况，宋丽说，目前，我国原油大流量计量站成都天然气流量分站（Chengdu））测试能力在中低压范围，正在建设中的南京天然气流量分站（西气东输管道公司南京计量中心）的测试能力在中高压范围，其工作压力和流量范围达到了世界一流高压大流量天然气流量标准装置的水平。今后的工作，应在国家质检总局的组织和领导下，继续对计量标准进行严格的考核和测试，争取尽早参加天然气流量标准装置的国际关键比对，增强检定、测试和校准结果的国际互认性，提高我国天然气流量计量检定的国际认知度。